Lehre – Forschung – Analytische Dienstleistung

Lehre

Das chemische Labor ist ein integrierter Teil im Lehrprozess des Instituts. Im Rahmen von diversen Vorlesungen wird den Studierenden der Universität für Bodenkultur die Möglichkeit angeboten die wichtigsten analytischen Methoden zur Wasseruntersuchung, wie Titration, Karbonat- und Gesamthärte, CSB-Bestimmung, BSB5-Bestimmung, TOC/TNb-Bestimmung, Gas- und Flüssig-Chromatographie, TKN-Analytik sowie pH-, Redoxpotential-, Leitfähigkeit- und Sauerstoffmessung mittels Feldmessgeräten praktisch kennen zu lernen. Weiteres werden Diplomanden und Doktoranden - die im Zuge Ihrer Arbeit mit chemisch-analytischen Fragestellungen konfrontiert werden - von Labor kräftig unterstützt und können gemeinsam mit dem Laborteam die notwendige Analytik entwickeln bzw. durchführen. Das Laborteam besitzt auch die notwendige Qualifikation um Lehrlinge im Bereich Chemielabortechniker/Inn auszubilden. Derzeit sind zwei Lehrlinge in Labor beschäftigt und seit 1999 haben im chemischen Labor vom SIG bereits drei Chemielabortechniker/Innen ihre Lehre erfolgreich absolviert.

Forschung

Durch die vorhandene Expertise im chemisch-analytischen Bereich, ist das chemische Labor  des SIG ein integraler Teil der universitären Forschung und unumgänglicher Partner bei vielen nationalen und internationalen Forschungsprojekten in den Bereichen:

  • Siedlungswasserbau: Nachhaltigkeit und Optimierung des Wasserkreislaufs

Trinkwasserqualität (Aufbereitungstechniken – Beurteilung, Optimierung und Evaluierung)
Siedlungsentwässerung (Abwasserreinigung und Elimination bzw. Reduktion von Schadstoffemissionen)

  • Umwelt: Schutz der Ressource Wasser vor der Belastung durch anthropogene Stoffe

Qualitätsüberwachung in Gewässer (On-line and Off-line)
Risikoabschätzung und Risikomanagement
Vermeidung bzw. Maßnahmen zur Reduktion relevanter Einträge
Nanotechnologien und deren Wirkung auf dem Wasserkreislauf bzw. Ökosysteme

„Die Enzymatische Wirkung“ des Labors in der Forschungstätigkeit des Instituts lässt sich schematisch darstellen.
Enzyme sind die "Zündkerzen", des Stoffwechsel und für den Organismus von entscheidender Bedeutung. Ohne Enzyme kann kein Stoffwechsel stattfinden - es können weder Vitamine, noch Mineralstoffe verwertet werden. Enzyme sind an jedem körperlichen Vorgang beteiligt. Ohne Enzyme funktioniert das Wunderwerk Mensch nicht.

Analytische Dienstleistung

Ziel des Labors ist eine fachgerechte Durchführung von Laborleistungen im Bereich der Wasser- und Schlammanalytik unter Beachtung internationaler Qualitätskriterien. Mit modernem Labormanagement und qualifiziertem Fachwissen sorgen wir für eine hochqualitative analytische Begleitung viele Fragestellungen aus der Praxis, im Bereich  Siedlungsentwässerung, Verfahrenstechnik im Trink- und Abwasser, sowie Umweltchemie und Gewässerüberwachung. Durch die im SIG vorhandene Fachkompetenz in verschiedenen Fachbereichen wie Trinkwasser, Abwasser, Modellierung, Chemie, Mikrobiologie und unterstützt durch ein voll ausgestattetes Technikum und eine eigene Department-Werkstätte, bieten wir eine Plattform für viele Fragestellungen im Wasser- bzw. Umweltsektor an, die über die analytische Dienstleistung weit hinausgehen. Zunehmende Belastungen unserer Gewässer durch Mikroschadstoffe („micro pollutant“), sowie deren Risikoabschätzung und Risikomanagement hängt unmittelbar mit einer hochsensitiven und qualitätsgesicherten Analytik zusammen. In unserem Labor können jederzeit Messmethoden für neue chemische Parameter entwickelt und etabliert werden, im Speziellen im Zusammenhang mit den Analysentechniken GC-ECD, GC-FID, GC-MS, HPLC-UV/FLD, IC und ICP-MS. Spezielle Abwasseruntersuchungen, wie die Bestimmung der Biologischen Abbaubarkeit oder Nitrifikationshemmung gehören bereits zu unseren Routineanalysen. Weiteres wird auch Schwermetallanalytik in Wässer wie z.B. Bleibestimmung in Trinkwasser oder der Kohlenwasserstoffindex in wässrigen Proben sowie die Analyse der Polyaromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK) von Wasserproben im Labor durchgeführt. Eine fachgerechte Probenahme und Probenkonservierung durch das Institutspersonal ist auf Wunsch möglich. Weiteres werden vom Institut auch Kläranlagenfremdüberwachungen als Dienstleistung angeboten, wobei natürlich das Institut auch für spezielle Problemlösungen herangezogen werden kann. Das SIG Labor bietet auch die Bewertung der Korrosionswahrscheinlichkeit eines Wassers nach DIN 12502 an. Das angewendete Verfahren erlaubt die Bewertung des Korrosionsverhaltens eines Wassers gegenüber folgenden metallischen Werkstoffen:

  • Kupfer- und Kupferlegierungen (DIN EN 12502-2)
  • schmelztauchverzinkte Eisenwerkstoffe (DIN EN 12502-3)
  • nichtrostende Stähle (DIN EN 12502-4)
  • Gusseisen, unlegierte und niedrig legierte Stähle (DIN EN 12502-5)

in Bezug auf folgende Korrosionsarten:

  • gleichmäßige Flächenkorrosion
  • Lochkorrosion
  • selektive Korrosion

Labor Chemie

Das chemische Labor unterstützt das Institut in den Bereichen Forschung, Beratung und Entwicklung sowie Dienstleistungen in den Fachgebieten Reinwasser, Prozesswasser bis hin zum Abwasser und Klärschlamm, sowie Oberflächen und Grundwasser. Drei wichtige Säulen stehen dem Leitbild des Labors zugrunde: Lehre – Forschung - analytische Dienstleistung. Das Laborteam versucht diese drei Elemente in seiner Tätigkeit zu vernetzen und eine große Effektivität in jedem Bereich zu erzielen.

Das Laborteam besteht aus der Laborleitung und mehrere Technikern mit einschlägiger chemischer Ausbildung und langjähriger Erfahrung in der Wasseranalytik sowie zwei ChemielaborantInnen in Ausbildung. Im chemischen Labor werden ca. 10.000 Analysen im Jahr durchgeführt, unterstützt von modernen Analysentechniken und einem elektronischen Datenerfassungssystem. Ein fundiertes und nachweisbares Qualitätssicherungssystem (inklusive Teilnahme an Ringversuchen) als unumgängliche Voraussetzung für richtige Analysenergebnisse ist vorhanden und wird kontinuierlich ausgebaut. Um den neuen Herausforderungen des Marktes und der Forschungslandschaft bezüglich „emerging substances“ oder „emerging pollutants“ gerecht zu werden, werden im Labor kontinuierlich neue Analysenmethoden entwickelt und validiert. Das Labor befindet sich im Emil Perels Haus der Universität für Bodenkultur Wien in der Muthgasse 18, 1190 Wien.
 

Laborinfrastruktur und Ausstattung

Der Bereich chemische Labor umfasst fünf analytische Labors sowie die notwendigen Infrastrukturräume wie Wägeraum, Kühl-, Tiefkühlraum, Chemikalienlager, Flaschenlager, Gasflaschenlager und Büroräume. Das Labor ist mit modernen Analysenverfahren für die Wasser- und Schlammanalytik ausgestattet wie: Gas- und Flüssigchromatographie, Induktiv gekoppeltes Plasmaspektrometrie, Ionenchromatographie, UV/VIS-Spektrophotometrie, AOX/POX-Messgerät, Atomabsorptionsspektroskopie, TOC/TNb-Analyzer, und vieles mehr. Da die Universität für Bodenkultur EMAS zertifiziert ist, legen wir im Laborbereich besonderen Wert auf die richtige Handhabung, Lagerung und Entsorgung von Chemikalien. Für die Probenkonservierung steht dem Institut ein geräumiger Kühlraum (4°C) bzw. Tiefkühlraum (-20°C) zur Verfügung

Labor Mikrobiologie (im Wasserfach)

Neben gängigen biologisch-mikrobiologischen Routineuntersuchungen von Trink-, Brauch- und Abwasser sowie Grund- und Oberflächenwasser werden auch eine Reihe von Spezialuntersuchungen durchgeführt und neue Untersuchungsmethoden entwickelt.

Routineuntersuchungen

  • Mikrobiologische Untersuchungen von Trink-, Brauch- und Abwasser
  • Mikrobiologisch-saprobiologische Untersuchungen von Grund- und Oberflächenwasser
  • Mikroskopische Belebtschlammanalysen

Spezialuntersuchungen

  • Bestimmung physiologischer Bakteriengruppen (Eisen-, Manganbakterien, Sulfatreduzierer, Nitrifikanten, Denitrifikanten, etc.)
  • Qualitative und quantitative Algenuntersuchungen
  • Chlorophyllanalysen
  • Untersuchungen auf Parasiten
  • Mikrobiologisch-enzymatische Wasseruntersuchungen
  • Bestimmung der Nachverkeimungsneigung von Trinkwasser (AOC-, BDOC-Untersuchungen, Aufkeimungsstandversuche)
  • Biofilmuntersuchungen
  • Mikrobielle Korrosion
  • Bestimmung der Zellzahl, Biomasse und Aktivität (inklusive digitaler Bildanalyse)
  • Bestimmung der mikrobiellen Diversität (molekularbiologische Untersuchungstechniken)

Wassertechnikum

Das Technikum mit all seinen Möglichkeiten schafft optimale Voraussetzungen, um den Bereich Verfahrenstechnologie am Institut weiter zu etablieren. In den speziell für die Aufgaben der Wasserverfahrenstechnik eingerichteten Räumlichkeiten kann das Forschungsspektrum vom Reinwasser über Prozesswasser bis hin zum Abwasser weitgehend abgedeckt werden.

Aufgrund der Raumhöhe (bis zu 10 m) und des Platzangebotes (ca. 200 m2) sind vom kleinmaßstäblichen Modell bis hin zu 1:1-Versuchen mit Prototypen fast alle Versuchsdimensionen durchführbar. Zwei an der Decke eingebaute Kräne (je 3 t) ermöglichen die freie Manipulation von Behältern und Anlagenteilen im gesamten Technikumbereich. Durch das straßenseitig gelegene große Tor können LKW und Tankfahrzeuge zur Anlieferung problemlos in die Halle einfahren. Falls erforderlich, oder im Zuge eines Projektes notwendig, werden natürlich auch Versuchsanlagen von externen Firmen gerne in unserem Technikum aufgebaut.

Technische Ausstattung

Das Technikum wurde eigens für die hohen Anforderungen eines Versuchsbetriebes am SIG im Jahr 1990 geplant und ausgestattet. Größter Wert wurde dabei auf maximale Flexibilität gelegt. Im Jahr 2008 erfolgte die Anpassung an den Stand der Technik der gesamten Technikum-Infrastruktur. Alle Funktionen des Technikums werden von einer Speicher-Programmierbaren-Steuerung (SPS) nach dem Stand der Technik gesteuert. Über eine, im Zuge der Anpassung,neu programmierte Visualisierung können alle Funktionen des Technikums graphisch dargestellt, die Messwerte archiviert und die Anlagenteile gesteuert werden. Es wurden moderne Ultraschall-Sensoren für den Höhenstand sowie Durchflussmesser und Leitfähigkeitssensoren mit Temperaturausgängen eingebaut. Bei Bedarf können unregelmäßige Anlagenzustände mit Hilfe einer sms-Alarmierung abgesetzt werden. Wegen der sich permanent verändernden Anforderungen der wissenschaftlichen Versuchsanlagen und den damit verbundenen permanenten Umprogrammierungen der SPS wurde konsequenterweise eine klare Schnittstelle zwischen der Technikum-Infrastruktur und den Versuchsanlagen (Projekten) geschaffen. Diese befindet sich bei den Abnahmestationen der Vorlagebehälter und bei den Entnahmehähnen des Mischbehälters.

Für das „zur Verfügung stellen von Medien aller Art“ steht den wissenschaftlichen Versuchen im Technikum folgende Infrastruktur zur Verfügung:

  • Direktanschluss an den kommunalen Kanal in der Muthgasse: über eine Pumpstation steht permanent frisches kommunales Abwasser im Vorlagebehälter auf der Galerie zur Verfügung.
  • Direktanschluss an den WC-Abwasserstrang des Institutsgebäudes des Departments WAU: über eine Pumpstation steht WC-Abwasser im Vorlagebehälter auf der Galerie zur Verfügung.
  • Pumpe für extern angelieferte Wässer zum speichern in den Vorlagebehältern.
  • Vorlagebehälter auf der Galerieebene: Ein Vorlagebehälter 1,5 m3 für kommunales Abwasser und zwei Vorlagebehälter je 6 m3 für Flüssigkeiten jeder Art, bei denen eine externe Umwälzung fakultativ ist. Alle Vorlagebehälter sind mit einem Notüberlauf ausgestattet und besitzen eine Fallleitung zur Abnahmestation.
  • Mischbehälter auf der Bodenebene: Ein Mischbehälter 1 m3 in dem alle gespeicherten Wässer der drei Vorlagebehälter prozentual gemischt werden können. Daran angeschlossen sind drei Entnahmehähne, von denen die Versuchsanlagen ihr gemischtes Wasser mit Hilfe einer Pumpe entnehmen können.
  • Abnahmestationen auf der Bodenebene: Je 2 Abnahmestationen pro Vorlagebehälter. Mit Hilfe dieser können die in den Vorlagebehältern gespeicherten Flüssigkeiten gezielt über durchflussgeregelte pneumatische Schlauchquetschventile den Versuchsanlagen zudosiert werden. Der Entnahmedruck entspricht der geodätischen Höhe des Wasserspiegels in den Vorlagebehältern.
  • Uferfiltrat - Grundwasser: Brauchwasseranschluss vom Donaukanal über einen Filterbrunnen (Uferfiltrat)
  • RO-Wasser: Anschluss an die Umkehrosmoseanlage der BOKU (Reverse Osmosis)
  • Druckluftanschlüsse (7 bar) und Erdgasanschlüsse, Anschluss an die Hauskälte sowie normale Trinkwasseranschlüsse
  • Verbindungen zu unserem Computer-Netzwerk (RJ 45) und viele E-Schaltkästen (230 V, 400 V).

Die Steuerung, Visualisierung und die Archivierung der anfallenden Messdaten der angeschlossenen Versuchsanlagen erfolgt über projekteigene PC’s. Dazu steht eine leistungsstarke Standardsoftware zur Verfügung, womit Datenerfassung, Auswertung, Regelung/Steuerung und graphische Darstellung modern und effektiv bewältigt werden. Diese Software kann natürlich auch auf Versuchsanlagen außerhalb des Technikums eingesetzt werden. Der gesamte Ablauf der Versuchsanlagen wird über einen ausreichend dimensionierten Ausgleichsbehälter in den Hauskanal eingeleitet.

Als besonderes Highlight des SIG-Technikums ist der Anschluss an den kommunalen Abwasserstrang zu nennen, der es erlaubt immer frisches Abwasser zur Verfügung zu haben. Aufgrund der hier skizzierten Voraussetzungen sieht sich das SIG in der Lage den gesamten Bereich von Beratung, Forschung bis hin zur Entwicklung anzubieten. Dieses Angebot richtet sich an Industrie- und Gewerbebetriebe, an Anlagenbetreiber und Kommunen mit Versorgungs- und Entsorgungsaufgaben, sowie an Anlagenbauer und Technologiebetriebe, die keine eigene Forschung und Entwicklung betreiben können oder wollen. Mit unserer umfassenden Ausrüstung sind wir ebenfalls in der Lage auf bestehenden Anlagen unsere Dienste anzubieten.

Zusätzliche Infrastruktur

In den angeschlossenen Werkstätten (ausgestattet mit besten Möglichkeiten in der Verarbeitung von Metall, Kunststoff und Holz) können neue Versuchsanlagen aus geeigneten Materialien in beliebigem Maßstab rasch gefertigt oder bestehende Anlagen außerhalb des Technikums an besondere Erfordernisse flexibel angepasst werden. Die Techniker werden dabei durch Fachpersonal für Messtechnik/Steuerung/Regelung/Elektronik unterstützt. Leistungsfähige Computeranlagen in den Büroräumlichkeiten am Institut ermöglichen die begleitende rechnerische Simulation und Auswertung von Versuchen.